Файл: Сисоян, Г. А. Электрическая дуга в электрической печи.pdf

Если обмотка наложена на пояс с равномерной плотностью вит­ ков на 1 м, то э. д. с., индуктированная во всем замкнутом контуре пояса, будет

Вынесем постоянные и распространим интегрирование на напря­ женность магнитного поля вдоль всего замкнутого контура вокруг проводника:

Так как интеграл равен полному току, охватываемому поясом, т. е.

то э. д. с., индуктированная в поясе, пропорциональна производ­ ной измеряемого тока, а коэффициент пропорциональности является взаимоиндуктивностью М между проводником с измеряемым током и магнитным поясом:

Если измеряемый ток синусоидален, то и э. д. с.,индуктированная в поясе, также будет синусоидальной, и по эффективному значению э. д. с. пояса можно определить эффективное значение тока (в ком­ плексной форме):

измерена при отсутствии в нем тока, так как при протекании тока появляется падение напряжения в сопротивлении пояса. Так как э. д. с. пояса невелика, то при отсутствии тока ее можно измерить только компенсационным методом. В условиях печных установок применение этого метода измерения неприемлемо.

Как станет ясно ниже, э. д. с. магнитного пояса в производствен­ ных условиях лучше всего измерять при помощи лампового прибора.

В случае несинусоидального тока магнитный пояс дает значи­ тельные искажения. Действительно эффективное значение э. д. с.

158

Эффективное значение несинусоидального тока равно;

Следовательно, э. д. с. пояса измеряет величину, превышающую

Ошибка измерения силы тока оказывается тем больше, чем выше порядок гармоники тока.

Однако, как показали Л. Р. Нейман и Н. А. Голубинская, эф­ фективное значение тока в первичном контуре можно получить путем измерения тока в поясе при условии

Измерение тока при помощи трансформатора тока с разъемным сердечником

Трансформаторы тока с разъемным стальным сердечником давно уже применяют в измерительной технике. Однако, так же как и воздушным трансформаторам тока, модификацией которых являются магнитные пояса, им свойственны существенные недостатки. Основной из них — влияние на результаты измерения внешних магнитных полей и высших гармоник при несинусоидальности измеряемого тока.

Л. Р. Нейман и Н. А. Голубинская разработали общие геометри­ ческие условия распределения обмоток трансформатора тока, при которых исключается влияние внешних магнитных полей на резуль­ таты измерения. Форма обмоток должна быть такова, чтобы суммар­ ное сцепление внешнего потока с обмоткой было равно нулю (рис. 113). Для эллиптического трансформатора это условие сводится к урав­ нению

пи т — размеры большой и малой полуосей эллипсов обмоток.

Всоответствии с этим сечение обмоток должно представлять собой площадь, ограниченную конфокальными эллипсами.

Для круглого трансформатора (рис. 114) эллипсы вырождаются

вокружности и уравнение (VI-20) принимает вид

159

ризуются небольшими размерами и удобны для охвата отдельных шин подводящей сети.

Измерение силы тот методом падения напряжения

Этот метод основан на измерении плотности тока на поверхности проводника. Сущность его заключается в следующем. К шине А, по которой протекает измеряемый ток (рис. 115), припаивают изо­ лированные провода в точках а и Ь. От точки а провода протягивают вдоль шины до точки b (участок ab'), и затем оба провода бифилярно ведут к измерительному прибору. Электродвижущие силы, индук­ тируемые потоком сцепления на участке шины ab и на участке изо­ лированного провода а'Ь', компенсируют друг друга, так как эти участки параллельны и в измерительном контуре направлены про-

1 GO

тивоположно. Э. д. с., действующая в контуре dbaa'b'c, будет равна

/ш —■длина шины.

Если измерить эту э. д. с. компенсационным методом, то, зная длину и удельное сопротивление шины, можно найти плотность тока:

Если известен закон распределения плотности тока по сечению шины, то можно получить представление и о полном токе, протекаю­ щем через шину. Однако, как известно, в шинах подводящих сетей печей, вследствие эффекта близости, распределение тока как между шинами, так и по сечению каждой шины в отдельности неравномерно, поэтому определить абсолютную величину силы тока по его плотности затруднительно. Эти недостатки делают данный метод непригод­ ным для эксплуатационных измерений больших токов в печных контурах, но он вполне оправдывает себя при снятии формы кри­ вой тока. Для этого достаточно припаять к шине короткой сети изо­ лированный провод и вести его бифилярно к измерительной схеме.

Расстояние между точками присоединения проводов обычно бе­ рется ~ 1 0 см. В печах мощностью 7— 10 мВА максимальное зна­ чение номинального тока при номинальной нагрузке составляет —50 кА. Так как сечение шин на фазу обычно принимают равным 24 000 мм2, а шины изготовляются из меди, то падение напряжения в измерительном контуре составляет около 3— 4 мВ.

Регулировать силу тока в цепи до допустимых для вибратора пределов следует по потенциометрической схеме.

При снятии кривых в цепи все-таки будет протекать небольшой ток и вносить искажения. Но токи, протекающие в этих схемах, на­

по сечению проводника, можно определить и всю силу тока в шине. Но, во-первых, законы распределения тока по сечению сложны, а, во-вторых, в производственных условиях трудно выполнять как сами измерения, так и пересчеты.

При осциллографировании на мощных электропечах задача несколько облегчается тем, что весьма важно определить не абсо­ лютную величину максимального и эффективного значения силы тока, а только форму кривых силы тока и напряжения.

Так как форма кривой мгновенных значений тока не зависит от распределения плотности тока по сечению шины, то можно реги­ стрировать кривую плотности тока у поверхности шины по методу падения напряжения, а эффективное значение силы тока определять по осциллограммам, снятым при помощи магнитного пояса. В слу­ чае измерения полного тока всей печи при наличии трансформато­ ров тока со стороны низкого напряжения можно воспользоваться последними.